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第1章 绪论 1

1.1 云计算背景 1

1.2 数据中心与云计算 3

1.2.1 数据中心的体系结构 3

1.2.2 云计算 5

1.3 虚拟化技术 9

1.3.1 服务器虚拟化 10

1.3.2 存储虚拟化 11

1.3.3 网络虚拟化 11

1.4 多租户服务 13

1.4.1 多租户网络需求分析 13

1.4.2 多租户网络技术 14

1.5 网络作为服务 15

参考文献 16

第2章 同构数据中心内的能源问题分析 18

2.1 系统模型 18

2.2 M/M/n ＋m 1＋m 2模型分析 19

2.2.1 马尔可夫链 20

2.2.2 闭型解 21

2.3 优化目标函数 23

2.4 G/M/A模型分析 24

2.4.1 模型内各参数求解 24

2.4.2 G/M/A模型状态概率的求解 25

2.5 仿真分析 27

2.5.1 仿真方案 27

2.5.2 运行结果 28

2.6 本章小结 30

参考文献 30

第3章 多数据中心之间的联合节能 31

3.1 多数据中心之间的联合系统模型 32

3.2 目标问题方程 33

3.2.1 数据中心内部参数与系统参数的关系 34

3.2.2 计算限制函数 36

3.2.3 业务需求的分配 37

3.3 仿真结果分析 38

3.3.1 仿真参数设置 38

3.3.2 仿真结果分析 39

3.4 本章小结 41

参考文献 41

第4章 异构数据中心内的节能 42

4.1 系统模型 43

4.2 服务器的分类与优先级 44

4.3 系统的数学模型分析 44

4.3.1 任务分类 45

4.3.2 服务器资源预测 46

4.3.3 服务器容量分配策略及系统目标函数 48

4.4 目标函数求解方法 49

4.4.1 放宽求解范围 49

4.4.2 基于容器的资源供应 50

4.5 异构数据中心节能举例 51

4.5.1 数学模型内各参数 51

4.5.2 任务到达时的调度策略 52

4.6 仿真与结果分析 52

4.7 本章小结 54

参考文献 55

第5章 虚拟机放置算法 56

5.1 租户感知的虚拟机放置 56

5.1.1 问题描述 56

5.1.2 租户感知虚拟机放置模型 58

5.1.3 租户感知虚拟机放置算法 60

5.1.4 算法仿真及结果分析 64

5.2 动态流量感知的虚拟机放置 67

5.2.1 动态流量感知虚拟机放置问题描述 68

5.2.2 动态流量感知虚拟机放置模型 69

5.2.3 动态流量感知虚拟机放置算法 75

5.2.4 算法仿真及结果分析 78

5.3 本章小结 84

参考文献 85

第6章 流量感知的虚拟机迁移 86

6.1 问题描述 86

6.2 虚拟机迁移模型 87

6.3 虚拟机迁移算法 89

6.4 算法仿真及数据分析 91

6.4.1 仿真环境和参数设置 91

6.4.2 仿真性能对比与分析 93

6.5 本章小结 96

参考文献 96

第7章 面向业务动态变化的虚拟机迁移 97

7.1 问题描述 97

7.2 虚拟机迁移算法 98

7.2.1 迁移时机的确定 99

7.2.2 迁移虚拟机的选择 99

7.2.3 迁移目的服务器的选择 100

7.2.4 服务质量保证迁移算法 101

7.2.5 虚拟机的节能迁移 101

7.3 算法仿真与结果分析 102

7.3.1 仿真环境设置 102

7.3.2 主要性能指标 103

7.3.3 仿真结果分析 103

7.4 本章小结 105

参考文献 105

第8章 虚拟数据中心的实时迁移 107

8.1 背景和现状 107

8.2 VDC迁移策略 108

8.2.1 已有的虚拟机迁移策略 108

8.2.2 改进型串行多虚拟机迁移策略 110

8.2.3 串行、改进型串行和并行迁移策略的比较 111

8.2.4 m混合多虚拟机迁移策略 114

8.2.5 多虚拟机迁移的建模 117

8.2.6 数值结果 121

8.3 VDC迁移的资源分配 126

8.3.1 问题描述 126

8.3.2 VDC迁移请求 126

8.3.3 底层网络 127

8.3.4 VDC重映射和迁移 127

8.3.5 VDC迁移时间 129

8.3.6 算法设计 130

8.3.7 仿真结果 133

8.4 本章小结 140

参考文献 141

第9章 面向链路失效的可靠虚拟数据中心映射 143

9.1 研究背景及现状 143

9.2 网络模型和问题描述 144

9.2.1 虚拟数据中心请求 144

9.2.2 物理数据中心模型 145

9.2.3 基于链路失效的可靠虚拟数据中心问题描述 146

9.3 面向链路失效的可靠虚拟数据中心映射算法 146

9.3.1 无生存性虚拟数据中心映射算法 147

9.3.2 基于传统保护的可生存虚拟数据中心映射算法 149

9.3.3 基于迁移保护的可生存虚拟数据中心映射算法 151

9.4 仿真结果与分析 154

9.4.1 仿真环境设置 155

9.4.2 仿真参数说明 155

9.4.3 仿真性能对比与分析 156

9.5 本章小结 158

参考文献 158

第10章 面向虚拟机失效的可靠虚拟数据中心映射 160

10.1 背景及研究现状 160

10.2 网络模型及问题描述 161

10.2.1 虚拟数据中心请求 161

10.2.2 物理数据中心模型 162

10.2.3 面向虚拟机失效的可靠虚拟数据中心映射 162

10.3 虚拟数据中心的可靠增强策略 162

10.3.1 单节点冗余 163

10.3.2 K节点冗余 165

10.4 虚拟数据中心虚拟机失效容忍算法 167

10.4.1 算法中符号和变量说明 167

10.4.2 单节点冗余算法 168

10.4.3 K节点冗余算法 169

10.5 仿真结果与分析 169

10.5.1 仿真环境设置 170

10.5.2 仿真参数说明 170

10.5.3 仿真性能对比与分析 171

10.6 本章小结 173

参考文献 173

第11章 可靠性感知的VDC跨域映射 175

11.1 背景及研究现状 175

11.2 问题描述及建模 176

11.2.1 VDC请求 176

11.2.2 分布式底层基础设施 177

11.2.3 VDC跨数据中心的可靠映射 177

11.2.4 线性规划模型 179

11.3 算法设计 180

11.3.1 物理服务器分类 182

11.3.2 VDC分组 183

11.3.3 VDC分组的映射 184

11.4 仿真及结果分析 187

11.4.1 仿真环境 187

11.4.2 仿真实验结果 187

11.5 本章小结 193

参考文献 193

第12章 业务需求感知的虚拟数据中心映射 195

12.1 背景及研究现状 195

12.2 虚拟数据中心映射问题 196

12.2.1 模型描述 197

12.2.2 约束和优化目标 198

12.3 映射方案设计 199

12.3.1 Fat-Tree简介 199

12.3.2 映射策略设计 200

12.3.3 虚拟机放置 201

12.3.4 虚拟链路映射 203

12.4 仿真测试及结果分析 204

12.4.1 仿真设置 204

12.4.2 仿真结果 205

12.5 本章小结 208

参考文献 208

索引 211